减阻

摘要： 冬奥会绝大多数项目为竞速项目,竞速项目成绩的提高对冬奥会整体水平的提高至关重要。国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项开展了冬季项目运动减阻关键技术及平台研究项目,基于体育风洞、气动及摩擦阻力测评装备等建设,形成国际一流竞速类运动可持续发展的技术研究与支持平台。此外,面向冬季竞速项目气动及冰雪表面摩擦减阻开展研究,在实现姿态优化、装备减阻、摩擦调控等领域获得理论和关键技术突破,发展雪车、头盔、滑板等减阻装备和用蜡,实现冬奥竞速项目大幅减阻,助力运动员实现“更快”“更高”目标。

摘要： 目的探讨不同编队位置对核心运动员气动阻力的影响以及与单人竞走情况相比的气动减阻效果,并量化评估不同编队策略对竞走成绩的影响。方法选取由不同国家队竞走运动员人数组成的编队模拟不同竞走场景,通过风洞试验获取不同编队位置核心运动员的气动阻力。风洞试验内容包括核心运动员单人测试、双人编队测试、3人编队测试、4人编队测试。结果与单人竞走情况相比,双人编队中核心运动员位于辅助运动员的正后方时气动阻力减小最为明显,减阻率可达64.9%,此编队站位为相对最佳双人编队;3人编队中核心运动员位于其他2名辅助运动员沿着运动方向连线的中间时气动阻力减小最为明显,减阻率可达79.9%,此编队站位为相对最佳3人编队;4人编队中核心运动员位于其他3名辅助运动员组成的V型编队的正后方时气动阻力减小最为明显,减阻率可达83.8%,此编队站位为相对最佳4人编队。在50 km竞走比赛中,与单人竞走成绩相比,若采用相对最佳双人编队策略,比赛成绩将至少提升约3.89%;若采用相对最佳3人编队策略,比赛成绩将至少提升约4.79%;若采用相对最佳4人编队策略,比赛成绩将至少提升约5.03%。结论不同编队位置下竞走项目核心运动员的气动减阻效应存在一定差异,研究不同编队的气动减阻效应能为减小核心运动员气动阻力、优化能量分配、改进团队协作策略、提高运动成绩提供重要的科学指导。

摘要： 随着绿色环保的现代轨道交通设计理念发展,受电弓减阻成为制约高速列车提速的关键问题之一。高速列车运行时,受电弓暴露于流线型车体之外,是列车气动阻力的主要来源之一,随着列车速度的提高,受电弓的减阻问题亟待解决。本文针对某型高速受电弓,基于计算流体动力学仿真技术,分析了整弓气动阻力分布,确定滑板与底座的压差阻力是气动阻力的主要来源,提出了滑板流线型减阻外壳与底座包裹流线型减阻外壳的优化方案,并与原模型对比验证了减阻效果。计算表明,减阻模型在350 km/h运行时,整弓气动阻力在开口、闭口时分别降低25.13%与24.19%。

摘要： 以水为工质对三角槽道低Reynolds数脉动流与柔性壁耦合特性进行了实验研究。通过传热与流动实验,分析了脉动频率(W)、脉动振幅(A)、柔性壁特性对脉动流传热及流动的影响。同时,通过可视化实验,研究了柔性壁与脉动流之间的响应特性,解析了柔性壁形变与振频对脉动流传热及流动的作用机制及分离贡献。研究结果表明,柔性流道脉动流可以实现强化传热与流动减阻双重效果,但强化传热效果相对较弱(传热效率提升0~50%),适用于以减阻为主要目的的换热场合;柔性壁减阻与削弱强化传热效率,源于柔性壁形变造成时均流通截面积增大(流体流速下降)、W与A的增大减弱脉动能量;W的增加将使得柔性壁振动对脉动流强化传热效率的削减逐步趋于主导地位,而A的增加将使得柔性壁变形对脉动流强化传热效率的削减逐步趋于主导地位;脉动流阻力的削减主要来自于柔性壁的变形(D1>70%),而柔性壁振频对于脉动流能量耗散的抑制作用较为次要。

摘要： 高分子湍流减阻现象的发现距今已有七十余年,但还有许多关于高分子湍流减阻及降解方面的问题没有彻底解决。为总结高分子湍流减阻研究现状并展望这一领域未来的研究方向,从高分子湍流减阻的发展历史、实验研究、数值模拟、理论模型和实际应用等方面进行了综述。在此基础上,提出了抗剪切高分子减阻剂的制备、多相流湍流减阻、高分子减阻与表面减阻的耦合等有价值的高分子湍流减阻研究方向。

摘要： 良好的矿井通风质量是煤矿高效生产的基础保障。在煤矿生产过程中,通风阻力会随着开采深度的增加而逐渐加大,制约了矿井通风效率的提升,同时也影响到矿井通风系统运行的安全性和经济性。为了减少通风阻力带给矿井通风系统的威胁并提高通风效率,在对矿井通风系统的组成和结构进行简单介绍的基础上,重点分析了通风阻力在煤矿生产作业中增加的原因,并探讨了矿井通风系统减阻的有效措施,以期为矿井通风系统优化提供参考。

摘要： 现代竞技体育尤其是冬季项目,不仅是运动员在赛场上的竞争,更是比赛背后各国科技力量和科技水平的比拼。文章围绕冰雪运动服装及装备,综合分析了国内外研究现状,进而从“快”“护”“暖”“美”4个维度阐明了训练竞赛服的性能要求,并分别对多效耦合减阻织物和服装、防护性装备、保暖性服装的研究进展作了详细阐述,以期为我国冰雪训练竞赛服的研究发展提供理论和应用价值。

摘要： 在通风空调管道系统中,三通等局部构件的阻力引起的能耗显著。采用数值模拟和全尺寸试验的方法对3种分流三通进行了结构优化研究,提出将直通管壁面优化为弧面,得到最优量纲一弧面高度。研究结果显示,优化后的三通能够降低直通管方向局部阻力,与传统分流三通相比,减阻率最大为24.20%。通过全尺寸试验验证了优化后分流三通的减阻效果。

摘要： 为节约能源和制造高性能的航行器,基于虎鲸皮肤结构设计一种可显著降低水下航行器阻力的新型仿生非光滑表面。通过数值模拟评估不同形状参数下非光滑表面的减阻性能,讨论仿生非光滑表面对近壁面流场和湍流强度的影响。结果表明:仿生非光滑表面在较大速度范围可以增加湍流边界层厚度,降低流场湍流强度,减少表面摩擦阻力;在0.5~15 m/s速度范围内,应用仿生非光滑表面的平板摩擦阻力减少9%以上,最大总阻力减阻率达到7.57%;将该仿生非光滑表面应用于无附体SUBOFF潜艇模型表面进行减阻优化设计,潜艇最大总阻力减阻率达到11.31%;新型仿生非光滑表面适用范围较广,可有效降低水下航行器的总阻力,具有良好的工程应用前景。

摘要： 表面超疏水是自然界中一种常见的极端润湿现象。一般认为,表面超疏水是由表面微观结构和化学成分共同决定的。超疏水表面由于独特的非润湿性能,在润湿性变化、减阻、液滴弹跳、传热、蒸发、冷凝等方面具有广泛的应用前景。总结了近年来研究人员在超疏水表面润湿性变化、减阻、液滴弹跳、传热、蒸发、冷凝等方面的数值模拟研究情况,归纳了在超疏水性能研究中常用的数值模拟方法,并对其进行了评价,指出了这些方法存在的优点和缺点,提出了超疏水性能数值模拟研究应该关注的重点和研究方向。

摘要： 目前一系列实验研究表明，在由一级微米结构或一级纳米结构构成的超疏水表面制成的槽道中，在层流的务件下,存在明显的减阻效应。但是以往的实验中，所采用的超疏水表面均是由一级微米结构或者纳米结构构成，并且流动槽道的尺度均是在微米量级，对于宏观尺度槽道中的流动减阻没有相应的研究。在本文中，首先介绍了一种全新的利用碳纳米管构建具有微纳二级结构的超疏水表面的方法，然后在由该表面构成的宏观尺度的槽道进行了流动阻力特性实验，实验发现由微纳二级结构构建的超疏水表面形成的宏观尺度槽道中，在流条件下，依然具有减阻效应.且最大减阻达到36.3％.同时利用mirco-PIV技术对槽道内的流动速度进行了测量，与传统的壁面无滑移理论不同，在超疏水槽道内,在壁面处流体存在明显的速度滑移.

摘要： 本文通过光滑平板阻力的理论与数值模拟计算对比,以及从已有的肋条减阻的实验结论出发,对带有肋条结构的平板与光滑平板进行计算和对比,验证了CFD 计算方法的可行性。并对模拟结果的速度场、涡量场等进行了分析,初步探索了肋条结构减阻的机理。

摘要： 基于Giesekus方程，建立了粘弹性减阻湍流的低Re数k-ε模型和低Re数雷诺应力模型。与DNS数据比较，发现这两个模型对平均速度、平均变形和减阻率的预测均较准确，而对脉动速度强度的预测精度有待提高。雷诺应力模型预测的雷诺应力、粘弹性应力和脉动强度等比k-ε模型更接近DNS，体现出了一定的优势。

摘要： 本文对流体输配管道减阻技术的技术手段、方法和原理进行了分析,并对研究现状进行了论述,提出利用纳米材料的双疏特性进行流体管道减阻的新方法.开展流体输配管道减阻技术的研究和工程实践对于建筑节能具有积极意义.

摘要： 本文运用粘弹性Giesekus模型,研究了不同流变性质的表面活性剂湍流减阻流动的规律,发现减阻与猝发事件的衰减和流向涡尺寸的增大的密切相关.对比了牛顿流体和表面活性剂减阻流动的湍流产生项和耗散项.

摘要： 逆向喷流减阻的基本原理是利用逆向高速喷流与飞行器绕流的相互作用,使飞行器周围的流场结构发生变化,致使飞行器的气动特性发生改变,从而改善飞行器的气动性能.论文利用数值模拟手段对球头、截锥的逆向喷流流场开展了研究,考虑高温非平衡化学反应对流场的影响.模拟了球头和截锥在不同总压比时流场不同的模态:长穿透流模态(LPM)和短穿透流模态(SPM),得到了不同模态下钝体表面气动力系数和不同模态之间转换的瞬态效应.简单分析了喷流在减阻方面的应用.

摘要： 在恒壁温加热工况下对流体水变物性时湍流流动进行了数值模拟。结果表明，在恒壁温加热情况下，雷诺数（Re）相同时，随着壁面温度的增加，壁面切应力减小，努赛尔数（Nu）增加，产生了减阻和传热强化效果。在相同的壁面温度下，随着雷诺数的增加，减阻效果减弱，而传热效果增强。

摘要： 采用自由基聚合方法，制备具有梳状结构的含氟树脂低表面能涂层。利用研制的计算机辅助高精度管路内壁减流阻测试装置，调节通水流量和入口水压力，连续测量管路内部流体压力变化数据，计算出不同组成和结构涂层的减流阻效果。经过计算机仿真和实际使用验证，低表面能涂层与无涂层内壁相比，减流阻效果高达21.7﹪，优于环氧树脂涂层。低表面能涂层的减阻原因在于其具有疏水性和降低了壁面的粗糙度。

摘要： 通过试验与实际应用，水泵的过流部件采用耐磨蚀的光滑涂层后，可提高水泵的水力效率2.1％～7.0％，有明显的节能经济效益。

摘要： 对垂直于来流方向的圆盘进行了非定常测力实验,研究上游二维干扰圆柱和圆盘绕流雷诺数对圆盘阻力及其脉动特性的影响。实验结果表明,上游干扰圆柱在降低圆盘阻力系数的同时,使圆盘阻力脉动量增大,而且当雷诺数大于1.84×105时阻力脉动量的增幅将随雷诺数的加大而迅速增加.对圆盘阻力的频谱分析表明,上游干扰圆柱直径的增加和圆盘绕流雷诺数的加大,将导致圆盘阻力主频的改变。

摘要： 本发明公开了气层减阻装置喷气结构、船舶气层减阻系统及气层减阻船，其中，气层减阻装置喷气结构包括稳压腔和设于船底板上的若干喷孔，稳压管设于纵骨的上方，稳压管的内腔为稳压腔，稳压管上设有若干与喷孔一一对应的输气管，输气管的两端分别连通稳压管和对应的喷孔。现有技术中稳压腔直接与船底板连接，因此会贯穿纵骨，为弥补在纵骨上开孔对船舶总体强度的影响，需要在纵骨上增加纵骨补板。而本实施例，稳压腔设置纵骨的上方，不需要切割和贯穿纵骨，不会对船舶结构强度产生影响。

摘要： 一种通过安装减阻外壳减阻的减阻方法，是由安装在飞机、导弹、鱼雷、潜艇外表面、水面舰艇水面线下部外表面的具各种外形成涡减阻片减阻外壳层构成；其特征在于：具各种外形成涡减阻片的减阻外壳层，在安装到飞机、导弹、鱼雷、潜艇、水面舰艇水面线下部后，会在飞机、导弹、鱼雷、潜艇、等下部部位外表，形成凸起与下凹相间分布，以及空气或水流在流过安装有这样具各种成涡减阻片减阻外壳层过程，会形成一定程度类涡流状流动特征。

摘要： 本发明公开了一种水环、减阻装置、低阻煤泥输送管道及其减阻方法。所述输送管道包括减阻装置和设置有减阻装置的煤泥管道，减阻装置包括水环、水管和设置在水管上的启闭阀。水环设置在煤泥管道上，包括同心套管式设置的环芯和水套。水套设置在环芯外侧，水套与环芯固定连接，水套与环芯之间设置有夹层，水套设置有进水孔将夹层与水管连通。水套前端与环芯前端分别均匀收缩成锥面，且形成宽度h的水环缝并与夹层连通。减阻装置包括若干个水环，沿着煤泥管道间隔设置。或减阻装置包括一一对应设置的水环和启闭阀，减阻装置沿着煤泥管道间隔设置若干组。高压水通过水环在煤泥柱表面形成水膜从而减少阻力。本发明具有结构简单、减阻效果好等优点。

摘要： 本发明公开了一种车体气膜减阻与压差减阻附加装置及减少风阻的方法，附加装置是一安装在车体外表面的具有一个顶壁、两个侧壁的罩体；该罩体的顶壁和两个侧壁均是由内部具有多个气室的夹层板构成，每个气室上均开设有多个朝向罩体外部的渗气孔；车体前端设有高压气泵，高压气泵通过管路将气流由罩体前端输送给各个气室，气流由罩体的顶壁和两个侧壁的渗气孔喷射出罩体的外表面，并在罩体的外表面形成气膜。该气膜与外界气流接触、混合，降低其与罩体的速度差，使车体外的边界层速度梯度减小，粘性力摩擦作用减弱，从而降低了车辆行驶过程中的风阻。

摘要： 本发明公开了一种采用分支管路调节气量的船用气层减阻系统和气层减阻船，该采用分支管路调节气量的船用气层减阻系统包括：供气设备、输气设备、多组稳压腔、控制器、检测设备、控制阀组和设于船底板上的若干喷孔；供气设备与输气设备连接；输气设备与每一稳压腔连接，输气设备用于将供气设备输出的气体传输至每一稳压腔内；稳压腔设置于船底，稳压腔沿船的宽度方向延伸并沿船的长度方向间隔分布，每一稳压腔与多个喷孔连接。本发明实施例提供的采用分支管路调节气量的船用气层减阻系统和气层减阻船，可以在船处于不同的航行工况下使每一稳压腔的喷气量符合船当前的航行工况下的设计量，进而使每一稳压腔的喷气量达到最佳分配状态。

摘要： 本发明公开了利用吹气控制尾部涡流减阻的列车及列车减阻方法，通过在列车尾部的空气分离线和空气再附线之间设置吹风口，所述吹风口分别与列车各节车辆的废排风机的出风口连接，再收集待减阻列车各节车辆的废气，并将各节车辆的废气集中通过吹风口吹出，可充分利用列车的废气，并有效减小列车运行过程中受到的阻力。

摘要： 本发明公开了一种船舶减阻系统，包括迎流喷液装置、喷气装置、高压泵、控制装置，迎流喷液装置安装于船舶的首部，迎流喷液装置沿船舶的中纵剖面设置，高压泵安装于船首底部，迎流喷液装置位于高压泵一侧并与其连接，喷气装置设置于高压泵的相对另一侧并与其连接，喷气装置在船首底部及相对两侧呈U型设置，控制装置安装于船舶上并与高压泵信号连接。本发明首部的迎流减阻装置在船舶前缘迎流喷水可以改善船舶前缘高压区，降低船舶的粘压阻力，能够根据船舶的行进速度选择减阻方式以及控制减阻装置的喷射速率,消除了传统减阻方式单一性的弊端，提高减阻效率；采用气液两用高压泵生成高压水流和气泡，降低了减阻装置的安装难度，便于安装。

摘要： 本发明涉及船舶及水下航行器减阻增效技术领域，尤其涉及一种适用于双体船的减阻装置和双体船以及减阻方法，其机构主要包括有：通气舱，所述通气舱用于设置在双体船上；供气单元，所述供气单元通过所述供气单元对所述通气舱供应气体；多个放气孔，所述通气舱通过各个所述放气孔对外放气；其中，各个所述放气孔分布于双体船的外壁并且能与水接触。本发明一种适用于双体船的减阻装置和双体船以及减阻方法能有助于减小双体船在航行过程中所受到的水阻力，有效提高双体船的航行速度，并且结构简单，容易装配。

摘要： 本发明公开了一种螺旋焊缝余高打磨的减阻性保温管道及其减阻方法。本发明提出的螺旋焊缝余高打磨的减阻性保温管道，其组成包括：螺旋焊缝钢管、外防腐层、保温层以及外防护层。螺旋焊缝钢管分为主管段与接口段，主管段外壁面涂覆外防腐层，并依次同轴紧密敷设有一定厚度的保温层和外防护层，接口段不做防腐、保温和外防护处理。螺旋焊缝钢管包括光滑钢卷板、焊缝、内焊缝余高和外焊缝余高。主管段内焊缝余高经打磨处理后其余高降低到原有高度的0.5倍或1mm以下，且高于0.2mm，此时管内当量粗糙度明显减小，阻力系数明显降低，焊缝处抗拉强度不小于打磨处理前抗拉强度值，从而达到降低热水在管内输送的泵功损失，加强螺旋焊缝钢管焊缝处强度特征的效果。

摘要： 本实用新型公开了气层减阻装置喷气结构、船舶气层减阻系统及气层减阻船，其中，气层减阻装置喷气结构包括稳压腔和设于船底板上的若干喷孔，稳压管设于纵骨的上方，稳压管的内腔为稳压腔，稳压管上设有若干与喷孔一一对应的输气管，输气管的两端分别连通稳压管和对应的喷孔。现有技术中稳压腔直接与船底板连接，因此会贯穿纵骨，为弥补在纵骨上开孔对船舶总体强度的影响，需要在纵骨上增加纵骨补板。而本实施例，稳压腔设置纵骨的上方，不需要切割和贯穿纵骨，不会对船舶结构强度产生影响。